稀釋濃硫酸錯誤操作實驗的改進(jìn)與應(yīng)用

張喆

摘 要：在化學(xué)實驗教學(xué)中，要以學(xué)生為本，尊重學(xué)生，引導(dǎo)他們主動參與化學(xué)實驗活動，教給學(xué)生一些探究的方法，激發(fā)學(xué)生的探究積極性，使不同基礎(chǔ)的學(xué)生能夠把學(xué)到的化學(xué)知識應(yīng)用到現(xiàn)實生活中。為了把化學(xué)課上的既生動形象又富有情趣，要經(jīng)常通過演示實驗和分組實驗來完成，對實驗效果不明顯的，或是難以操作的化學(xué)實驗要進(jìn)行實驗改進(jìn)，使不明顯的化學(xué)實驗變得直觀形象。本文以稀釋濃硫酸錯誤操作實驗的改進(jìn)與應(yīng)用為例進(jìn)行了說明。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；實驗探究；方法改進(jìn)；推廣應(yīng)用

在化學(xué)實驗教學(xué)中，要著眼于社會對化學(xué)人才的需求，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，以學(xué)生為本，尊重學(xué)生，引導(dǎo)他們主動參與化學(xué)實驗活動，教給學(xué)生一些探究的方法，激發(fā)學(xué)生的探究積極性，使不同基礎(chǔ)的學(xué)生能夠把學(xué)到的化學(xué)知識應(yīng)用到現(xiàn)實生活中。現(xiàn)在的學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的多少，直接影響到學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高，或者說直接影響著他們各種能力和科學(xué)探究的素養(yǎng)的提高。為了把化學(xué)課上的既生動形象又富有情趣，要經(jīng)常通過演示實驗和分組實驗來完成，對實驗效果不明顯的，或是難以操作的化學(xué)實驗要進(jìn)行實驗改進(jìn)，使不明顯的化學(xué)實驗變得直觀形象。在進(jìn)行實驗改進(jìn)的時候，要針對學(xué)生特點和教學(xué)內(nèi)容來選用合適的方法進(jìn)行化學(xué)實驗的改進(jìn)教學(xué)，使實驗效果更明顯，更直觀，要引導(dǎo)學(xué)生親自動手進(jìn)行化學(xué)實驗的改進(jìn)和操作，在改進(jìn)化學(xué)實驗的過程中不斷提高化學(xué)實驗操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。下面，僅以稀釋濃硫酸錯誤操作實驗的改進(jìn)與應(yīng)用為例進(jìn)行說明。

濃硫酸稀釋的實驗可以體現(xiàn)濃硫酸多種重要性質(zhì)，因該實驗既重要又很危險（如圖1）。在實驗演示過程中，發(fā)現(xiàn)如果使用硫酸太少，四濺的現(xiàn)象不夠明顯，但是使用硫酸量太多，不僅浪費(fèi)藥品而且也增加了實驗的危險性。

圖1 改進(jìn)前

基于上述原因，我們將該實驗進(jìn)行了改進(jìn)（如圖2），并應(yīng)用于實驗教學(xué)中。具體的實驗改進(jìn)方法如下：

圖2 改進(jìn)后

1. 實驗儀器及試劑：廣口瓶帶三孔膠塞、膠頭滴管（兩個）、玻璃導(dǎo)管一根、小廣口瓶（兩個）、濃硫酸、水。

2. 實驗操作：

按照圖2組裝，三孔膠塞分別放入2個滴管和一個玻璃管，然后將2個小廣口瓶放入大廣口瓶中，并分別放在膠頭滴管下方。廣口瓶中的兩個小廣口瓶一個中盛有濃硫酸，一個盛有水，膠塞上對應(yīng)的膠頭滴管中一個吸有水，為了使現(xiàn)象明顯，將水染成紅色，一個吸有濃硫酸，正好對應(yīng)。中間的玻璃管主要是用于平衡瓶內(nèi)氣壓。

實驗開始，將膠頭滴管頭剛好不接觸小廣口瓶內(nèi)的液面，先用手捏裝有水的膠頭滴管，向濃硫酸中滴十幾滴水，可以看到滴加的水浮在液面上并且開始沸騰，同時伴有水珠翻滾，液滴飛濺，能夠聽到呲呲的液體沸騰的聲音。這時候手松開膠頭，滴管開始回吸，沸騰起來的水被吸入了滴管中。觀察完上述現(xiàn)象后，用手捏裝有硫酸的膠頭滴管，向水中滴十幾滴硫酸，會發(fā)現(xiàn)滴入的硫酸都會跑到水底去，這是由于濃硫酸密度大而沉到瓶底，沒有發(fā)生飛濺等現(xiàn)象。通過兩個實驗現(xiàn)象來對比，非常明顯的對比出稀釋濃硫酸的正確和錯誤方法，讓學(xué)生更牢固的記憶和理解濃硫酸的特性。由于該實驗節(jié)省藥品，所以現(xiàn)象規(guī)模一般都很小，適合10個人左右觀看，屬于微型實驗，可以分組進(jìn)行試驗，讓學(xué)生近距離看清水沸騰和聽到聲音。如果可以在實驗時用攝像將實物投影放大，則可以很清楚的讓更多同學(xué)同時觀察。

3. 對這個實驗裝置進(jìn)行改進(jìn)顯出來如下的優(yōu)勢：

第一，實驗裝置易于組裝，而且操作方便，并且實驗儀器和實驗藥品方便選用，易于組裝，實驗現(xiàn)象明顯；第二，相比較教材的原實驗，改進(jìn)后增加了對比實驗，更加直觀；第三，節(jié)省藥品，并且可以多次實驗，重復(fù)觀察，體現(xiàn)微型實驗的優(yōu)越性；第四，提高了實驗的安全性。

4. 該實驗裝置用途的延伸

該實驗裝置除了可以進(jìn)行稀釋濃硫酸的實驗外，還適用于很多其他的實驗。

（1） 這是一個探究分子不斷運(yùn)動的實驗。在人教版化學(xué)新教材的活動與探究設(shè)計中，教材中的實驗裝置是這樣的：兩個小燒杯被一只大燒杯罩著，兩個小燒杯中一個裝有濃氨水，另一個裝有酚酞試液。這個實驗裝置在實驗的時候所需的藥品量明顯要多，而且實驗不是在密閉裝置中進(jìn)行，濃氨水能夠揮發(fā)刺激性有毒氣體，破壞周圍的環(huán)境，對人也有一定的危害。將前述的實驗裝置進(jìn)行這個實驗就可以解決這些問題。改進(jìn)的辦法是在玻璃管上綁上一個氣球，并將這個實驗裝置進(jìn)行密封，防止揮發(fā)出來的氣體進(jìn)入大氣，實驗開始后，用一支膠頭滴管吸取濃氨水，另外一支膠頭滴管吸取酚酞溶液，緩慢滴入氨水，這時，我們很明顯地能看到酚酞溶液慢慢變紅。這樣對這教材中的實驗進(jìn)行很簡單的改裝，既節(jié)約了藥品，又有效地避免了揮發(fā)出來的氣體危害人和環(huán)境。

（2） 該實驗裝置對二氧化碳和水的實驗反應(yīng)探究也很明顯。要在中間玻璃管上預(yù)先綁上個氣球，形成一個密封系統(tǒng)，當(dāng)反應(yīng)開始時，氣球會被撐大，表明二氧化碳開始釋放，現(xiàn)象明顯。開始實驗的時候，起初要把一定量的稀硫酸加入碳酸鈣粉末中，實驗現(xiàn)象顯示氣泡生出，同時氣球脹大，此時第二個廣口瓶中的小花仍然是紫色的，這個現(xiàn)象說明，二氧化碳不能使紫色石蕊變紅。接著按壓第二個膠頭滴管，向第二個廣口瓶中的小花上滴數(shù)滴水，觀察小花狀態(tài)。這時候可以看到小紙花中潤濕的部分變紅了，證明二氧化碳和水生成的碳酸使石蕊變紅。把變紅的小紙花在酒精上方稍高處熱烘加熱，發(fā)現(xiàn)小花由紅色變回為紫色。這個現(xiàn)象有力地說明了碳酸易分解的不穩(wěn)定性。

由此可見，有效的改進(jìn)實驗可以使實驗更安全，效果更明顯，并豐富我們的實驗教學(xué)。

此外，對中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)改進(jìn)對化學(xué)教學(xué)有深刻的啟示：對實驗的改進(jìn)要真的是增加實驗的效果，使效果更明顯，同時，在改進(jìn)實驗的過程中培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，對化學(xué)實驗的改進(jìn)和創(chuàng)新應(yīng)該遵循科學(xué)的原則、實用、簡單明了、安全環(huán)保等特點。嚴(yán)禁重復(fù)性的改進(jìn)，或者把簡單的問題復(fù)雜化，或者弄巧成拙就失去的改進(jìn)與創(chuàng)新的意義。

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